Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

5.10: Принцип невизначеності Гейзенберга

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    19409

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Лазерне вимірювання відстані від Землі до Місяця
    Малюнок\(\PageIndex{1}\) (Кредит: Надано Центром космічних польотів НАСА/Годдарда; Джерело: Flickr, Nasa Goddard (відкривається в новому вікні) [www.flickr.com]; Ліцензія: CC by 2.0 (відкривається в новому вікні))

    Лазери мають численні програми поза фізичною лабораторією. Ці пристрої можуть бути використані для точного вимірювання відстаней, і багато комерційних приладів використовуються в будівництві для викладання будівельного майданчика. Коли світловий промінь потрапляє в твердий предмет, він відбивається назад, і прилад визначає, наскільки далеко знаходиться об'єкт. Існує така істотна різниця між масою світлового пучка (фотонів) і масою об'єкта, що промінь абсолютно не заважає об'єкту. Історично значущим виміром інтересу стало використання лазера для вимірювання відстані від Землі до Місяця. Вплив фотонів від лазера на Місяць абсолютно не вплинуло на орбіту Місяця.

    Принцип невизначеності Гейзенберга

    Ще однією особливістю, яка є унікальною для квантової механіки, є принцип невизначеності. Принцип невизначеності Гейзенберга стверджує, що неможливо одночасно визначити і положення, і швидкість частинки. Виявлення електрона, наприклад, було б здійснено шляхом його взаємодії з фотонами світла. Оскільки фотони та електрони мають майже однакову енергію, будь-яка спроба знайти електрон з фотона збиває електрон з курсу, що призведе до невизначеності щодо того, де знаходиться електрон (див. Нижче). Нам не доведеться турбуватися про принцип невизначеності з великими побутовими предметами через їх масу. Якщо ви шукаєте щось з ліхтариком, фотони, що надходять від ліхтарика, не стануть причиною того, що ви шукаєте для переміщення. Однак це не так з атомними частинками, і призвело вчених до нового розуміння того, як уявити розташування електронів всередині атомів.

    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Принцип невизначеності Гейзенберга: Спостереження електрона за допомогою мікроскопа вимагає відбиття фотона від електрона. Цей відбитий фотон викликає зміну шляху руху електрона. (Кредит: Крістофер Auyeung; Джерело: CK-12 Foundation; Ліцензія: CC BY-NC 3.0 (відкривається в новому вікні))

    Резюме

    • Принцип невизначеності Гейзенберга пояснює, чому ми не можемо одночасно визначити як точну швидкість, так і положення частинки.
    • Цей принцип може бути застосований тільки на атомному рівні.

    Рецензія

    1. Чому принцип невизначеності Гейзенберга вірний на атомному рівні?
    2. Чи діє принцип на макроскопічному рівні?